Розробка магнітокерованого біосорбенту на основі дріжджів Saccharomyces cerevisiae для вилучення катіонів міді CU2+

Автор(и)

  • Svitlana Gorobets Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського» пр. Перемоги, 37, м. Київ, Україна, 03056, Україна https://orcid.org/0000-0002-5328-2959
  • Yuriy Karpenko Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського» пр. Перемоги, 37, м. Київ, Україна, 03056, Україна https://orcid.org/0000-0001-9619-8012

DOI:

https://doi.org/10.15587/1729-4061.2017.91390

Ключові слова:

магнітна рідина, магнітогідродинамічне перемішування, магнітокерований біосорбент, біосорбція, магнітна сприйнятливість

Анотація

Досліджено процес біосорбції катіонів міді Cu2+ магнітокерованим біосорбентом, отриманим за допомогою багатовихрового магнітогідродинамічного перемішування дріжджів S. cerevisiae і нанорозмірних магнітних міток. Встановлено ступінь вилучення катіонів міді в залежності від параметрів магнітогідродинамічного перемішування. Оптимізовано параметри отримання магнітокерованого біосорбента, при яких його максимальна сорбційна ємність співпадає з сорбційною ємністю нативних дріжджів

Біографії авторів

Svitlana Gorobets, Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського» пр. Перемоги, 37, м. Київ, Україна, 03056

Доктор технічних наук, професор, завідувач кафедри

Кафедра біоінформатики

Yuriy Karpenko, Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського» пр. Перемоги, 37, м. Київ, Україна, 03056

Аспірант

Кафедра біоінформатики

Посилання

  1. Wang, J., Chen, C. (2009). Biosorbents for heavy metals removal and their future. Biotechnology Advances, 27 (2), 195–226. doi: 10.1016/j.biotechadv.2008.11.002
  2. Azevedo, R. B., Silva, L. P., Lemos, A. P. C., Bao, S. N., Lacava, Z. G. M., Safarik, I. et. al. (2003). Morphological study of saccharomyces cerevisiae cells treated with magnetic fluid. IEEE Transactions on Magnetics, 39 (5), 2660–2662. doi: 10.1109/tmag.2003.815547
  3. Safarik, I., Safarikova, M. (2007). Magnetically modified microbial cells: A new type of magnetic adsorbents. China Particuology, 5 (1-2), 19–25. doi: 10.1016/j.cpart.2006.12.003
  4. Jianlong, W. (2002). Biosorption of copper(II) by chemically modified biomass of Saccharomyces cerevisiae. Process Biochemistry, 37 (8), 847–850. doi: 10.1016/s0032-9592(01)00284-9
  5. Yu, J.-X., Wang, L.-Y., Chi, R.-A., Zhang, Y.-F., Xu, Z.-G., Guo, J. (2012). A simple method to prepare magnetic modified beer yeast and its application for cationic dye adsorption. Environmental Science and Pollution Research, 20 (1), 543–551. doi: 10.1007/s11356-012-0903-3
  6. Yang, S. H., Lee, T., Seo, E., Ko, E. H., Choi, I. S., Kim, B.-S. (2011). Interfacing Living Yeast Cells with Graphene Oxide Nanosheaths. Macromolecular Bioscience, 12 (1), 61–66. doi: 10.1002/mabi.201100268
  7. Morais, J. P. M. G., Azevedo, R. B., Silva, L. P., Lacava, Z. G. M., Bao, S. N., Silva, O. et. al. (2004). Magnetic resonance investigation of magnetic–labeled baker’s yeast cells. Journal of Magnetism and Magnetic Materials, 272-276, 2400–2401. doi: 10.1016/j.jmmm.2003.12.998
  8. Gorobets, S., Gorobets, O., Goyko, I., Mazur, S. (2004). Magnetohydrodynamic mixer of an electrolyte solution. Physica Status Solidi (c), 1 (12), 3455–3457. doi: 10.1002/pssc.200405478
  9. Gorobets, S. V., Karpenko, Yu. V., Marinchenko, L. V. (2010). Vikoristannya magnitokerovanih drizhdzhiv S. serevisiae dlya viluchennya ioniv midi. Bulletin of Donetsk National University. Series A: Natural Sciences, 14 (1), 230–236.
  10. Wang, J., Chen, C. (2006). Biosorption of heavy metals by Saccharomyces cerevisiae: A review. Biotechnology Advances, 24 (5), 427–451. doi: 10.1016/j.biotechadv.2006.03.001
  11. Santoso, U. T., Rodiansono, R., Junaidi, A. B., Umaningrum, D. (2015). Synthesis of Chitosan-Coated Magnetic Microparticle Using Glutaraldehyde as Crosslinker and PEG as Spacer Arm and Its Application as Adsorbent of Peat Humic Acid. Journal of Wetlands Environmental Management, 3 (1), 22–27.
  12. Peng, Q., Liu, Y., Zeng, G., Xu, W., Yang, C., Zhang, J. (2010). Biosorption of copper(II) by immobilizing Saccharomyces cerevisiae on the surface of chitosan-coated magnetic nanoparticles from aqueous solution. Journal of Hazardous Materials, 177 (1-3), 676–682. doi: 10.1016/j.jhazmat.2009.12.084
  13. Song, R., Bai, B., Puma, G. L., Wang, H., Suo, Y. (2015). Biosorption of azo dyes by raspberry-like Fe3O4@yeast magnetic microspheres and their efficient regeneration using heterogeneous Fenton-like catalytic processes over an up-flow packed reactor. Reaction Kinetics, Mechanisms and Catalysis, 115 (2), 547–562. doi: 10.1007/s11144-015-0854-z
  14. Li, T., Liu, Y., Peng, Q., Hu, X., Liao, T., Wang, H., Lu, M. (2013). Removal of lead(II) from aqueous solution with ethylenediamine-modified yeast biomass coated with magnetic chitosan microparticles: Kinetic and equilibrium modeling. Chemical Engineering Journal, 214, 189–197. doi: 10.1016/j.cej.2012.10.055
  15. Berovic, M., Berlot, M., Kralj, S., Makovec, D. (2014). A new method for the rapid separation of magnetized yeast in sparkling wine. Biochemical Engineering Journal, 88, 77–84. doi: 10.1016/j.bej.2014.03.014
  16. Xu, M., Zhang, Y., Zhang, Z., Shen, Y., Zhao, M., Pan, G. (2011). Study on the adsorption of Ca2+, Cd2+ and Pb2+ by magnetic Fe3O4 yeast treated with EDTA dianhydride. Chemical Engineering Journal, 168 (2), 737–745. doi: 10.1016/j.cej.2011.01.069
  17. Bau, H. H., Zhong, J., Yi, M. (2001). A minute magneto hydro dynamic (MHD) mixer. Sensors and Actuators B: Chemical, 79 (2-3), 207–215. doi: 10.1016/s0925-4005(01)00851-6
  18. Marques, P. A. S. S., Rosa, M. F., Pinheiro, H. M. (2000). pH effects on the removal of Cu2+, Cd2+ and Pb2+ from aqueous solution by waste brewery biomass. Bioprocess Engineering, 23 (2), 135–141. doi: 10.1007/pl00009118
  19. Gorobec', S. V., Karpenko, Ju. V. (2013). Vzajemozv’jazok elektroforetychnoi' ruhlyvosti magnitokerovanogo biosorbentu i jogo sorbcijnoi' jemnosti. Water treatment technologies technical, biological and ecological aspects. Kyiv: NTUU “KPI”, 69.
  20. Nishida, K., Silver, P. A.; Gray, J. V. (Ed.) (2012). Induction of Biogenic Magnetization and Redox Control by a Component of the Target of Rapamycin Complex 1 Signaling Pathway. PLoS Biology, 10 (2), e1001269. doi: 10.1371/journal.pbio.1001269
  21. Gorobets, S. V., Karpenko, Y. V. (2009). Intensification of sorption ability of yeast S. cerevisiae using multivortical magnetohydrodynamic mixing. Elektronyka y sviaz, 1 (2-3), 191–195.
  22. Gorobets, S. V., Gorobets, O. Y., Dvoynenko, O. K., Mykhailenko, N. O. (2010). Wastewater purification from cuprum (II) ions by magnetically operated biosorbent using high–gradient ferromagnetic fields. Research Bulletin of NTUU "Kyiv Polytechnic Institute", 3, 21–25.
  23. Sluiter, A., Hames, B., Hyman, D. et. al. (2008). Determination of total solids in biomass and total dissolved solids in liquid process samples. National Renewable Energy Laboratory, 1–6.
  24. Dvoynenko, O. K., Gorobets, S. V., Kuznetsov Y. O., Gorobets, O. Y. (2010). Doslidzhennya mahnitnoyi spryynyatlyvosti dribnodyspersnykh poroshkiv na osnovi Fe і Fe3O4. Bulletin of Donetsk National University. Series A: Natural Sciences, 14 (1), 169–173.
  25. Gorobets, S. V., Gorobets, O. Y., Demianenko, I. V., Nikolaenko, R. N. (2013). Self-organization of magnetite nanoparticles in providing Saccharomyces cerevisiae Yeasts with magnetic properties. Journal of Magnetism and Magnetic Materials, 337-338, 53–57. doi: 10.1016/j.jmmm.2013.01.004
  26. Gorobets, S. V., Ukrayinets, A. I., Gulyy, I. S. et. al. (2000). Eksperymentalne doslidzhennya rukhu Sach. cerevisiae ta dribnodyspersnykh chastynok v okoli feromahnitnykh nasadok u postiynomu mahnitnomu poli. Kharchova promyslovist, 45, 149–156.
  27. Gorobets, S. V., Gorobets, Yu., Goyko, І. Yu., Kasatkina, T. P. (2004). Intensification of the extraction process of copper and chromium (vi) ions from the solutions in a magnetic field. Functional Materials, 11 (4), 793–797.

##submission.downloads##

Опубліковано

2017-02-17

Як цитувати

Gorobets, S., & Karpenko, Y. (2017). Розробка магнітокерованого біосорбенту на основі дріжджів Saccharomyces cerevisiae для вилучення катіонів міді CU2+. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 1(6 (85), 28–34. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2017.91390

Номер

Том 1 № 6 (85) (2017): Технології органічних та неорганічних речовин

Розділ

Технології органічних та неорганічних речовин

Ліцензія

Авторське право (c) 2017 Svitlana Gorobets, Yuriy Karpenko

Creative Commons License

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.

Ліцензійний договір – це документ, в якому автор гарантує, що володіє усіма авторськими правами на твір (рукопис, статтю, тощо).
Автори, підписуючи Ліцензійний договір з ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР», мають усі права на подальше використання свого твору за умови посилання на наше видання, в якому твір опублікований. Відповідно до умов Ліцензійного договору, Видавець ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР» не забирає ваші авторські права та отримує від авторів дозвіл на використання та розповсюдження публікації через світові наукові ресурси (власні електронні ресурси, наукометричні бази даних, репозитарії, бібліотеки тощо).
За відсутності підписаного Ліцензійного договору або за відсутністю вказаних в цьому договорі ідентифікаторів, що дають змогу ідентифікувати особу автора, редакція не має права працювати з рукописом.
Важливо пам’ятати, що існує і інший тип угоди між авторами та видавцями – коли авторські права передаються від авторів до видавця. В такому разі автори втрачають права власності на свій твір та не можуть його використовувати в будь-який спосіб.